Foto Sentez olayı ve bitkilerdeki solunum Anadolu Üniversitesi Prof larının bir çalışması ve doğa dışında Labaratuvar deneyleri aktarımı aşşağıdadır, Foto Sentez olayı biyolojik ortamdaki kimyasal reaksiyonlar sonucu ortaya çıkar, ışık ve benzeri değişkenler sonucuda değiştirirken yaşamda o değişimler çerçevesinde etkileşime uğrar, Yazınızdaki anlatım uzun süredir bu konuda kaynağı belli olmayan yerden büyük harcamalarla götürülen Harun Yahya kampanyası çizgisinde...
Foto sentez olayı bilinçli tasarlanmış bir olay değil her labaratuvar ortamında farklı ışık kaynakları ile farklı sonuçlara gidileceği ispatlanan bir yapıdır...
Sizce AKP yönetim ilk geldiğinde değiştirdiği kadro TÜBİTAK olmuştur...
Elbetteki canlı yaşamnın oluşum ve gelişiminin bilimsel çözümlerini sulandırıp toplumu istedikleri yönde düzenlerini sürdürmek için...
Bitkilerde Fotosentez ve
Solunum
Yazarlar
Prof.Dr. Ahmet ÖZATA
Yrd.Doç.Dr. Cengiz TÜRE
1.Giriş
Doğada meydana gelen ve canlılığın ışık ile iletişim gösteren en belirgin temel olaylarından
biri "fotosentez" dir. Fotosentez ışık enerjisinin biyolojik olarak kimyasal
enerjiye dönüşümü olayıdır. Enerji yönünden tüm canlı organizmalar kesinlikle
fotosenteze bağımlıdır, çünkü gerekli besin maddelerinin ve hatta atmosferdeki oksijenin
kökeni fotosentezdir. Canlı hücrelerin büyük bir çoğunluğu, basit bir algden,
büyük ve karmaşık kara bitkilerine kadar fotosentez yaparlar.
İnsan yaşadığı ortamda kendi gereksinmelerine göre bir çok değişiklikleri yapma
yeteneğine sahip olmasına rağmen, tüm beslenme sorunu için tamamıyla diğer organizmalara
bağlıdır. Bu besin piramidinin tabanını fotosentez yapan bitkiler oluşturur.
Yediğimiz her şey, ya doğrudan doğruya bitkisel kökenli, ya da bu kökenden
türemiş maddelerdir.
Gerçekten fotosentez tek başına büyük bir olaydır. Her yıl dünyada 690 milyar ton
karbon dioksit (CO2) ve 280 milyar ton su (H2 O) dan fotosentez yolu ile 500 milyar
ton karbonhidrat üretilmekte ve 500 milyar ton oksijen atmosfere verilmektedir.
Canlıların büyük bir çoğunluğu için oksijen, besin kadar önemlidir. Oksijen (O2)
hayatsal olayların sürekliliği için gerekli olan, besinlerde depo edilmiş enerjiyi serbest
hale getirir. Canlıların çoğu havadaki serbest oksijeni kullanır. Bir kısım organizmalar
(bazı bir hücreliler, ilkel bitkiler, yassı ve yuvarlak parazit solucanlar)
enerji elde etmek üzere çevrelerindeki eser miktarda oksijenden bile faydalanabilirler.
Diğer bir kısım organizmalar ise serbest oksijen olmadan da enerji elde edebilirler
(Anaerobik solunum). Fakat kompleks yapılı bitki ve hayvanlar, yaşamak için çok
miktarda oksijen kullanmak zorundadırlar (Aerobik solunum). Öyleyse kompleks
yapılı organizmaların canlılığının devamı ve yayılması oksijenin varlığına bağlıdır.
Deney 1. Klorofil Elde Edilmesi
Yeşil bitkilerin kloroplastlarında meydana gelen fotosentez de, havanın karbon dioksidi
ve suyun varlığında karbonhidrat ve oksijen oluşturulmasıdır. Fotosentez
olayını detaylı bir şekilde ortaya koymadan önce klorofil ile ilgili bazı deneyler gösterilecektir.
Araç ve Gereçler: Isırgan otu (Urtica) yaprağı, kum, havan, kurutma kağıdı, tebeşir,
benzen, alkol, su.
Uygulama: Bir havan içine hücrelerin parçalanmasını kolaylaştırmak için kum
ve alkol konulup ısırgan otunun yaprakları ilave edilerek iyice ezilir. Bunun sonucunda
koyu yeşil boyalı bir eriyik elde edilir. Buna ham klorofil ekstresi adı verilir.
Ham klorofil ekstresi hem klorofil, hem de diğer renk maddelerinden olan karotin
ve ksantofil boyalı maddeleri de içermektedir.
Bunları ayırmak için ekstre filitre kağıdından süzülür. Süzülen bu berrak ekstreden
bir miktar alınarak bir deney tüpüne aktarılır. Tübün üzerine aynı miktarda benzen
ile bir kaç damla su ilave ediler. Su ilave edilmesinin amacı alkol karışımının yoğunluğunu
arttırıp, benzenin kolayca tübün üst kısmına çıkmasını sağlamaktır. Bir süre
sonra tübün üst kısmında benzende eriyen klorofilin , alt kısmında ise alkolde kalan
sarı renkli karotin ve ksantofil bulunur.
Bu şekilde ayırmak, kaba bir yöntemdir. Bu ayrımı daha ayrıntılı bir biçimde gözleye
bilmek için kağıt ve tebeşir yardımıyla basitçe yapılabilecek olan bazı uygulamaları
örnek olarak verebiliriz.
Bu uygulamada yukarıda adı geçen renkli maddeler molekül ağırlığı ve adsorbsiyon
derecelerine göre ayrılırlar. Bir petri içine süzülmüş olan berrak klorofil ekstresinden
bir miktar koyulur. İçerisine şerit şeklinde kesilerek hazırlanmış kurutma
kağıdı ile tebeşir yerleştirilir. Bir süre sonra kağıdın ve tebeşirin üst kısımlarında sarı
renkli karotin ve ksantofil, alt kısımda ise yeşil renkli klorofilin toplandığı görülür.
Bu kademeli renk farkı adı geçen renk maddelerinin molekül ağırlıklarının ve adsorbsiyon
derecelerinin farklı olmasında ileri gelir.
38 B İ T K İ L E R D E F O T O S E N T E Z V E S O L U N U M
Karotin
+
Ksantofi
Klorofi
Şekil 4.1: Elde Edilen Klorofilin Deney Tüpündeki Durumu
A B
Karotinoidler
Klorofi
Şekil 4.2: Kağıt Kromotoğrafisi ve Tebeşir Yardımıyla Bitkilerde Klorofilin Ayırt Edilmesi
Deney 2. Fotosentez Olayında Organik Madde Sentezlendiğinin Gösterilmesi
Fotesentezde ışığın katalizörlüğü altında karbon dioksit ve suyun bitkiler tarafından
birleştirilerek organik madde (glikoz) sentezlenmesidir. Bu maddeler ya olduğu
gibi ya da uzun zincirler şeklinde paketlenerek nişasta şeklinde depolanırlar.
Amacımız fotosentezin bir ürünü olan glikozun sentezlendiğini ortaya koymaktır.
Araç ve Gereçler : Ebegümeci ve yaprağı iki renkli olan bir bitki yaprağı, siyah renkli
kağıt, potasyum iyodür (KI), sıcak su.
Uygulama : Yaprağı iki renkli olan bitkiyi alarak uzun bir müddet ışık altında tutunuz.
Ebegümeci bitkisinin bir yaprağının yarısını siyah bir kağıt ile kapatarak diğer
bitkiyle birlikte aynı sürede olmak şartıyla ışık altında bırakınız. Daha sonra bu bitkileri
saplarından keserek kaynamakta olan suyun içerisinde hücrelerinin ölmesini
ve çeperlerinin dağılmalarını sağlayınız. Bu iş için iki dakikalık bir süre yeterli olacaktır.
Yapraklar yeşil rengini kaybedince potasyum iyodürle muamele ediniz. Işıkta
kalmış yeşil renkli bölgelerin nişasta oluşumundan dolayı mavi bir renk aldığını,
yeşil olmayan kısımların ise renk vermediğini göreceksiniz (Şekil 4. 3).
Deney 3. Fotosentez İçin Karbondioksitin Varlığının Zorunlu Olduğunun
Gösterilmesi
Yeşil bir bitki oldukça yoğun olarak ışık altında bırakılsa bile, eğer ortamda karbon
dioksit bulunmuyorsa bitki bir süre sonra sararmaya başladığı ve gelişiminin durduğu
gözlenir. Bunu aşağıdaki gibi bir deneyle ispatlamak mümkündür.
Araç ve Gereçler : Bir dal parçası, kavanoz, tüp, tıpa, potasyum hidroksit (KOH), su.
Uygulama : Bir bitki dalı alınarak iki yaprağı içerisinde su ve potasyum hidroksit
bulunduran bir tüple birlikte (tüpün ağzı açık durumda) geniş ağızlı bir şişe veya
kavanoz içerisine bırakılır. Bir süre sonra dalın kavanoz içerisinde kalan kısmında
yaprakların sararıp solduğu görülür. Bir müddet daha sonra ise yapraklar tamamen
ölür. Buna neden olan faktör, büyük şişedeki karbon dioksitin potasyum hidroksit
tarafından emilerek şişe içerisindeki yaprakların ışık ve suyu aldıkları halde karbon
dioksit yetersizliğinden fotosentezi yapamamalarındandır. Böylece fotosentez için
ortamda karbondioksite kesinlikle gereksinim duyulduğu ispatlanmış olur (Şekil 4.
4).
Deney 4. Fotosentezi Etkileyen Faktörlerin Birlikte İncelenmesi
Aynı canlı materyeli üzerinde, fotosentezi etkileyen faktörlerin birinin etkisini değiştirip
(ışık, karbon dioksit, sıcaklık gibi) diğerlerininkinin sabit tutulması ile fotosentez
hızında meydana gelen değişikliklerin incelenmesi ve bu faktörlerin etkilerinin
karşılaştırılması şeklinde gösterilecektir.
Araç ve Gereçler: Elodea bitkisi, beher, huni, ışık kaynağı, %4'lük potasyum bikarbonat
(KHCO3), %1'lik KHCO3, termometre, ispirto ocağı, milimetrik kağıt.
Uygulama: Bu deney için Elodea su bitkisi kullanılacaktır. Elodea bitkisi içi su
dolu bir cam kaba alınır. Bitkinin üzeri çıkacak olan gaz kabarcıklarını toplayacak
olan bir huniyle şekilde görüldüğü gibi kapatılır (Şekil 4. 5). Işık faktörünün etkisini
ölçmek için önce normal ışıktaki kabarcık çıkışı tespit edilir. Bir lamba yardımıyla
düzeneğe ışık verilir ve kabarcık çıkışı gözlenir. Fotosentez hızı ile aydınlatma şiddeti
arasındaki ilişki grafikte gösterilir.
Karbondioksit konsantrasyonunun etkisini inceleyebilmek için de başka bir kaba
yine ortamı su ile hazırlanmış %4'lük KHCO3 çözeltisi konur. Yine bitki bu düzeneğin
içine yerleştirilip bu konsantrasyondaki fotosentez hızı ölçülür. Aynı işlem
%1'lik KHCO3 için tekrarlanır. KHCO3 konsantrasyonuna karşı kabarcık sayısındaki
değişim grafiği çizilir. Sıcaklığın fotosentez üzerine etkisini ölçmek içinde aynı
düzeneğin sıcaklığı ölçülür ve bu sıcaklıktaki kabarcık sayısı saptanır. Daha sonra
sıcaklık ispirto ocağı yardımıyla arttırılır ve kabarcık sayısı belirlenir. Sıcaklık kabarcık
çıkışı durana kadar arttırılır. Sıcaklık ile fotosentez ilişkisi bir grafikte gösterilir.
Deney 5. Aerobik Solunum
Bu deneyle karbonhidratların havadan alınan O2 ile CO2 ve H2 O ya kadar yıkılıp
enerji açığa çıktığını göreceksiniz.
Araç ve Gereçler: Çimlenmekte olan bezelye taneleri, balon joje, cam boru, beher,
KOH, renkli bir sıvı.
Uygulama: Bu deney için, CO2 tutma özelliğine sahip potasyum hidroksit (KOH)
kristalleri pamuğa sarılarak çimlenmekte olan bezelye taneleri ile birlikte bir balon
joje içine yerleştirilir. Daha sonra balon şekilde görüldüğü gibi bir ucu renkli sıvıya
batırılmış kılcal boru ile birleştirilir (Şekil 4. 6).
Bir süre sonra bezelyelerin solunum yapması sonucu O2 alınıp CO2 verilir. Dışarıya
verilen bu CO2, KOH kristalleri tarafından tutulur ve azalan hacim kadar kılcal
boruda sıvı yükselir.
Deney 6. Anaerobik Solunum
Havanın serbest oksijeni ile temas halinde olmayan bazı bitkiler, kendileri için gerekli
olan enerjiyi, organik maddeleri enzimatik faaliyetlerle parçalayarak sağlarlar.
Bu parçalanma sonucunda açığa çıkan gaz CO2 'tir.
Araç ve Gereçler: Çimlenmekte olan nohut, deney tüpü, civa, beher.
Uygulama: Çimlenmekte olan bir kaç nohut tanesini deney tüpünün içine yerleştirin.
Sonra tüpü tamamıyla civa ile doldurun ve ters çevirerek yine civa dolu bir kabın
içine batırın. Daha sonra cıva dolu kabın üzerine su ilave edin. Bir süre sonra tohumların
anaerobik solunumu sonucu ortaya çıkan gaz tüpteki civayı aşağıya doğru
ittiğini göreceksiniz (Şekil 4. 7). Bu da bize havadaki serbest oksijen yerine bitki
dokularındaki bağlı oksijenin kullanıldığını gösterir.
B İ T K İ L E R D E F O T O S E N T E Z V E S O L U N U M 43
Tohumlar
Su
Civa
Şekil 4.7: Anaerobik Solunum Deney Düzeneği
Şekil 4.8: Fermantasyon Deney Düzeneği
Özet
Doğada meydana gelen ve canlılığın ışık ile iletişim gösteren en belirgin temel olaylarından
biri "fotosentez"dir. Fotosentez ışık enerjisinin biyolojik olarak kimyasal enerjiye dönüşümü
olayıdır. Enerji yönünden tüm canlı organizmalar kesinlikle fotosenteze bağımlıdır,
çünkü gerekli besin maddelerinin ve hatta atmosferdeki oksijenin kökeni fotosentezdir. Canlıların
büyük bir çoğunluğu için oksijen, besin kadar önemlidir. Oksijen (O2) hayatsal olayların
sürekliliği için gerekli olan, besinlerde depo edilmiş enerjiyi serbest hale getirir. Canlıların
çoğu havadaki serbest oksijeni kullanır. Bir kısım organizmalar (bazı bir hücreliler, ilkel
bitkiler, yassı ve yuvarlak parazit solucanlar) enerji elde etmek üzere çevrelerindeki eser miktarda
oksijenden bile faydalanabilirler. Bu ünitede bitkilerde fotosentez olayını, fotosenteze
etki eden faktörleri, oksijenli ve oksijensiz solunum olaylarını, fermantasyon olayının nasıl
meydana geldiği bazı deneylerle gösterilmeye çalışılmıştır.
Yararlanılan ve Başvurulabilecek Kaynaklar
Ocakverdi, H., Konuk, M., (1989) Bitki Fizyolojisi Laboratuvar Kılavuzu, Selçuk
Üniv. Eğitim Fak. Yay: 14, Konya.
Önder, N. Yentür, S., (1991) Bitki Fizyolojisi Laboratuvar Kılavuzu, İstanbul.
Üniv. Fen Fak.Yay. No: 220, İstanbul.
Önder, N., (1985) Genel Bitki Fizyolojisi, İstanbul Üniv. Fen Fak. Yay. No: 189, İstanbul.
Değerlendirme